DNA四面体框架核酸与CCR2抑制剂的复合物及其用途

特发性肺纤维化（IPF）是一种慢性致死性疾病，其预防进展的疗效尚未得到证实。尽管巨噬细胞介导的肺泡炎被确定参与疾病发展过程中的肌纤维变性，但由于缺乏适当的动物模型，巨噬细胞持续极化的模式仍在探索中。在这里，通过在第7天整合2.5 U/kg气管内博来霉素给药和10格雷胸部照射，我们产生了一个具有持续肺泡炎介导的纤维化的小鼠模型，该模型模拟了我们涉及的IPF患者的大多数临床特征。结合来自患者的scRNA-seq和小鼠IPF模型的数据，揭示了CCL2/CCR2轴在驱动M1巨噬细胞极化中的决定性作用。M1巨噬细胞被进一步证实在引导肌成纤维细胞活化中促进肺泡炎。在靶向M1巨噬细胞中合成了与四重ccr2 siRNA（FNA-siCCR2）结合的多个粘端四面体框架核酸。FNA-siCCR2成功阻断了巨噬细胞在IPF小鼠模型肺实质中的积聚，从而阻止了肌成纤维细胞的活化并导致疾病缓解。总之，我们的研究为开发新的IPF小鼠模型、揭示M1巨噬细胞作为潜在的治疗靶点以及利用FNA-siCCR2建立新的治疗策略奠定了基础，这与IPF领域的临床场景和转化研究高度相关。

背景：

肝硬化是慢性肝病的最终结果，是一个沉重的全球负担，每年有 100 万人死于肝硬化并发症。在长期的慢性炎症刺激下，健康的肝实质被纤维化组织取代，出现肝纤维化和终末期肝硬化。尽管已经成功建立了许多治疗啮齿动物模型肝硬化的靶标，但尚未批准用于临床治疗肝硬化的治疗方案。肝硬化临床治疗的关键挑战是药物的肝脏和细胞特异性递送较少，这可能导致疗效降低和肝毒性。需要新的靶点和递送系统来实现肝脏和细胞特异性药物递送以治疗肝硬化。

前沿科研成果：DNA四面体框架核酸与CCR2抑制剂的复合物及其用途

肝硬化是临床尚无批准药物的慢性肝病的终末期。在这项研究中，建立了一种新策略，使用基于 C-C 趋化因子受体 2 (CCR2) 小干扰 RNA 沉默 (siCcr2) 的疗法，通过用四面体框架 DNA 纳米结构 (tFNA) 载体 (tFNA-siCcr2) 负载多价 siCcr2，减轻肝纤维化。成功合成了tFNA-siCcr2，且未改变tFNA的理化性质。与裸露的siCcr2分子相比，tFNA-siCcr2复合物在腹腔注射后改变了从肾脏到肝脏的积累。 tFNA-siCcr2 复合物还延长了肝脏滞留时间，并且主要共定位于巨噬细胞和内皮细胞内。 tFNA-siCcr2 在预防和治疗干预中有效沉默 CCR2 并显着改善肝纤维化。单细胞 RNA 测序和实验验证表明，tFNA-siCcr2 可以通过抑制小鼠纤维化肝脏中的促纤维化巨噬细胞和中性粒细胞积累来恢复免疫细胞景观并构建抗纤维化生态位。从分子角度来看，tFNA-siCcr2 复合物通过灭活 NF-κB 信号通路来减少炎症介质的产生。总之，基于tFNA的肝脏靶向tFNA-siCcr2递送复合物通过恢复免疫细胞景观和构建抗纤维化生态位有效改善肝纤维化，这使得tFNA-siCcr2复合物成为临床治疗肝硬化的潜在治疗候选者。

研究方法：

采用AFM、TEM、和PAGE等方法鉴定tFNA-siCcr2的合成；共聚焦显微镜和流式细胞术检测tFNA-siCcr2进入细胞的能力；qPCR、WB检测tFNA-siCcr2对肝硬化相关基因和蛋白的调控。小动物活体成像检测tFNA-siCcr2在注射到体内的分布和代谢情况，动物实验模型检测tFNA-siCcr2对肝硬化的改善作用。

实验结果：

我们通过使用 tFNA 载体 (tFNA-siCcr2) 装载和递送多价 siCcr2，在使用基于 siCcr2 沉默的疗法治疗肝纤维化方面取得了重大突破。我们证实，tFNA 载体成功改变了腹膜内 (ip) 注射后 siCcr2 从肾脏到目标肝组织的分布，大多数 siCcr2 在巨噬细胞和肝窦内皮细胞 (LSEC) 中被吸收和积累。此外，tFNA-siCcr2 复合物获得了有效的 Ccr2 沉默，并在预防和治疗干预小鼠模型中显着减弱了肝纤维化。此外，单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq) 和实验验证表明，tFNA-siCcr2 可以通过抑制小鼠纤维化肝脏中促纤维化的巨噬细胞和中性粒细胞积聚来恢复免疫细胞景观并构建抗纤维化生态位。 tFNA-siCcr2复合物的作用机制可能归因于其通过抑制NF-κB信号通路对Xaf1、Ifi213和Slfn8的活性产生抑制作用。肝脏优先滞留、良好的抗纤维化效果以及精准的细胞和分子机制使tFNA-siCcr2复合物成为肝硬化临床治疗的潜在候选治疗药物。

研究结论：

我们的技术团队成功地构建了一种用于治疗 肝硬化的 siRNA 递送系统。tFNA-siCcr2 复合物还延长了肝脏滞留时间，并且主要共定位于巨噬细胞和内皮细胞内。 tFNA-siCcr2 在预防和治疗干预中有效沉默 CCR2 并显着改善肝纤维化。单细胞 RNA 测序和实验验证表明，tFNA-siCcr2 可以通过抑制小鼠纤维化肝脏中的促纤维化巨噬细胞和中性粒细胞积累来恢复免疫细胞景观并构建抗纤维化生态位。另外tFNA-siCcr2 复合物通过灭活 NF-κB 信号通路来减少炎症介质的产生。总之，基于tFNA的肝脏靶向tFNA-siCcr2递送复合物通过恢复免疫细胞景观和构建抗纤维化生态位有效改善肝纤维化

发表文献：ACS Appl. Mater. Interfaces. 2023, 15, 8, 10492–10505 ，IF=9  DOI: doi.org/10.1021/acsami.2c22579

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